請問各位大大有關跑OPAMP模擬的問題 ~~~

ccmake23

請教各位大大
小弟在跑OP的模擬的時候有一些疑問
7 J3 R; l  @+ F5 n; T3 A  O甚是困惑
( m) k0 x; _( s- |4 g不知道有沒有大大可以幫小弟開釋一下
1.  http://0rz.tw/1340k
! Y# b  x9 e) P2 [, H! q/ _我們如果要跑單純的一個OP
會是直接畫像這樣的電路圖
然後用spice給Vin的電壓
之後去量output的電壓
6 {* W" T2 b+ q/ d& l( M再跟Vin相比之後得到A的db值嗎??
在設計一個OP的時候
9 ~0 Y6 c, f; A2 M! W+ r大家會去跑像這樣的電路嗎??
1 O/ e: B# W! ]: c跑出來的A(db)是不是只能看出這個OP的gain跟頻寬呢??
還有沒有甚麼其他的用途??
) ^# u+ K& r7 D另外在給Vin的時候,我看到書上的spice檔是寫  
; {, `3 v8 K. D) U$ cVin  a點  b點  dc  1  ac  1
這樣的意思是他給幾伏的ac訊號呢??
( Q$ o1 ^7 j  ]2 H如果是1v的話,那放大器不是會飽和掉嗎??
3 b# w4 y$ N! R) n! d& ^怎麼可以求出Vout的值呢??

2.  http://0rz.tw/9040H
" z5 d5 x4 f& }  {& o8 d這張圖他把電路加上一個很大的R跟C之後負回授
我不太了解他為什麼要這樣子接??
這樣子的量測跟上面的open-loop有甚麼不一樣呢??

( i. _* k9 I! g; _  }3.  http://0rz.tw/5040G
( ]; q. c+ ^; A. W/ T7 n+ d5 ]假設現在有一個這樣的系統
- L) _; t6 k! f# B1 u/ A5 i/ T原先沒有大R跟大C的負回授系統
2 k; P, h  P8 c. O我們為了要檢查這個系統的穩定度
4 H7 E! O% e% Z( X所以會去跑頻率響應
這個意思是我們要去看A(Beta)的大小跟相位嗎??
書上的做法是在負回授的點上加入大R跟大C
然後看V-端跟Vin的比值
3 Q( N* d. A) H* Y* A他這樣子的求法還算是open-loop嗎??
& T6 I( B6 q- B+ s5 R還是算是close-loop??
這樣子求出來的比值是A(Beta)嗎??
( z& g( `8 A, d; X4 m2 n
  l+ T! o& \) J假設有這樣子的系統
各位大大還會去跑單一OP的特性嗎??(gain的頻率響應)
7 ?/ Q0 L5 D" Y' F1 `( }4 T7 ?還是直接看這個系統的穩定度呢??
2 C4 U5 X  j: @1 M" N2 j8 g, j
問題很多又很雜
8 k3 x- b: S* S小弟為此困惑良久
0 X4 l" T) m0 r" ]3 n  N希望有大大可以給盞明燈
  K; }9 o  F" u* p3 R在此先謝過嚕~~^^

geniushoho

1. 假設你OP內部是個two stage之類的OP架構
1 C2 t+ }# e/ r( h' ?2 P    你這樣接有問題，因為input的+/-必須要有一樣的common mode value
    假設是在1.8V的架構下 可能你的input必需都要接到0.9V的DC準位
5 m- \5 {: ?1 O+ F" a) `    這圖只是利於教學，所以只保留AC部分來討論忽略DC
, ^% P3 U7 y$ Z    Vin  a點  b點  dc  1  ac  1  ------->  dc是給他DC bias點 ac 輸入為1 並不是1v 只是利於模擬
+ P" V( |( h" M# b* ], Q3 K     AC部分來看 Vout/Vin=Vout/1  所以你的gain就是Vout(dB)
     所以並不會飽和
7 ]! D& l3 w* a% |& [: A4 A+ m2.  這電路名稱我忘了
2 C3 H+ i+ o1 ~( q& E! e) ]! C     先討論DC部分 電容等效開路 所以就可以想成只有電阻接input- 到 output 單純的buffer效應
     input = output (因為input不能留電流所以這條路徑不會有壓降)
. c2 l' B. z2 ^, w! ^" Z     AC時 因為電容很大 所以也會頻率到一定大小後也會像個buffer
3.  基本上看你要多少phase margin
     然後選擇OP的架構
7 w5 V2 i/ r2 ]* \# _! V    例如folded 他本身電路就有80幾度的margin 可以視為只有一個pole
# M6 H3 j7 M0 g  m# ~    或者你用two stage設計 就要用頻率補償的方式
    把第二個pole拉遠去設計

mbission

2.圖中放置大R跟C,在DC時,C相當於open,此時放大器相當於負回授,可以得到穩定的DC偏壓,做AC分析時,C相當於short(因為大C),此時大R可看為OP開路,做開迴路AC分析
給你做參考!!

geniushoho

2. AC分析我說錯了~~~sorry
! D6 `* v  F0 J. p   謝謝 mbission 指正

mbission

不客氣
一般AC的模擬方式是把R用大L代替
此外也可以用AC電阻跟DC電阻的方式

ccmake23

以下還有一些關於OP的接續問題想請教大大

1. 給ac 1 的實際意義是甚麼呢??
3 c$ A; W4 y  b     有人說是為了運算方便,可是我比較想知道實際上的運算是怎麼樣算的呢??
      spice是怎麼算的呢??
4 q. B; S! w9 ~) _% v& E
2. 一般而言跑單一OP模擬 都會用像http://0rz.tw/9040H 這個圖裡面的接法嗎??
     想知道一般工程師都是怎麼樣接的??跑單一的OP也要自己把他接成負回授,再加大R大C嗎??
     大大您回文的意思是,加了大R是為了要給負端一個跟正端一樣的直流偏壓
     使differential input的common mode 可以維持在一樣的直流偏壓嗎??
' f1 W+ E0 {0 |6 l' m     在這個條件才可以再直流偏壓上面疊加小訊號,是這個意思嗎??
% m* D& g6 \0 q; H     那麼用大C的原因是在分析小訊號的時候,因為我們要看A(Beta)的loop-gain的頻率響應
# v, i5 F5 `: n/ g% h     所以需要把負回授打斷,所以用大電容使AC看到的是一個接地的樣子嗎??

3.  http://0rz.tw/5040G  在這個回授系統裡面,也是會在負端加入大R大C,用意是跟單一OP接成回授且加入大R大C的
     原理是一樣的嗎??  

1 Z9 [2 B$ }6 A# q% J) `問題很多
真是不好意思
6 I( t% g4 L, _" p3 f希望大大有空的話可以回答小弟一下
/ \/ r2 S* E7 S真的是非常感激唷~~~^^^^

finster

作op模擬時,是要看你的op應用在什麼電路,什麼情況,作何用途
op基本上可分fold-cascode和two-stage兩種,而這兩種又可區分成p-type和n-type input兩種
如果你的應用或者規格要用到rail-to-rail時,則是要同時用到p-type和n-type input的op
5 j+ m' N# ^( k( }/ q) ^, U
; M, W/ s! t) _) D2 g: t! ?3 ]( m對spice來說,要看op的gain和phase,只要下vdb(out)和vp(out)即可看到input對output的gain和phase
2 z  _. S! V! J) E5 _* v+ w至於spice是怎麼計算出來的,說真的,與其去計較spice是怎麼計算出來的,倒不如花心思去思考當你設計出來的op的gain和phase margin沒有達到預期時,你該如何調整op的size,你該如何從現有的波形中去推論出倒底你所設計的op是那個元件出了問題,而op中各個元件的相對關係又是怎樣子連帶變化的,layout的安排上又要如何佈局才會得到最小的layout面積,元件要如何擺放才會有最小的mismatching....等
op的p/n mos數並不多,但區區這幾顆mos設計好的卻是一個大難題,尤其要配合到performance,low power,low area等要求時,設計難度更是高,知道理論是一會事,會模擬又是一會事,在業界真正要作的是接到project和specification,你就要設計出來,並且要知道那裡是關鍵
- w$ W" ?- N* u; _9 D; i+ q; s0 k
4 R. H" D- Z7 }# m4 k& ]# _, a作op模擬時,要看你的應用來決定你的負載,負回授的接法並不一定只有單純的r-c,像LDO的regulator的op,我就看gain和phase margin以及PSRR和電流消耗,如果是driver,那我就特別在意電流消耗,op的面積,offset和phase margin,gain就比較不那麼放在第一位,而且LDO和driver所接的負載並不同,所以在op模擬上兩者的考量情況就會不同,如果是應用在ADC,那又是另外一種考量和負載情況
" k0 }/ z' O& i5 M我要說的是OP在不同的應用會有不同的考量和設計重點,OP的模擬,你參考CIC講義其實就可以了,CIC講義都有附上他們對OP模擬的建議指令和方法,這是基本OP的模擬作法,而應用在不同的需求會有不同的考量和設計重點,如何決定OP的size和設計出一個符合規格才是該要花心思去學習的

ccmake23

看到F大打了這麼多自己的經驗分享
小弟真是很感動
; U4 E$ E6 M) ^+ }; M: B( [: s因為是類比新手
所以有很多東西都還在摸索當中
在這邊可以有一些有經驗的大大互相指教   真的是非常好的一個地方
. f' I5 v+ N3 T- _/ f因為不太想再占用太多的版面
; \- x: u) c# ~& C5 C* X4 I, b" Q不知道F大有沒有EMAIL可以給小弟
: y: v) ~1 p2 Z; `% `3 ^& d私下再請教您問一些問題呢??
因為我身邊可以討論的人比較少
6 g- d! A2 B) m所以希望可以跟您請教一些遭遇到的問題
若大大願意幫助小弟的話
+ _* ?% n5 x. c& p* c. s小弟的EMAIL是
davidwu.ep90g@nctu.edu.tw
希望大大可以回個信給我
或是回文跟小弟說一下MAIL ADD
) w( R% l' G8 ]3 L非常感謝喔~~^^

kubela

請問誰有f大所說得cic講義（有關op模擬的指令），謝謝分享提供嚕！

anita66

很讚的東西,終於有大大提供資訊了,感謝您的無私分享,3Q~

semico_ljj

是“CIC HSPICE 講義”？

hyseresis

做AC分析時,要把AC,DC的路徑分開,而且要把OP AMP 的offset加進去才對,也就是說AC分析,要建立在對的DC點上,給您參考

yutian

finster能否提供一下你說的CIC講義嗎？謝謝共享。
想參考一下。

caikunming

运放是做模拟IC的基础啊，学好她做什么东西就不会很难了，至少上手也快了。

tom2003

本站有分享

何必勞駕finster板大呢??

要花個錢買就是了....

erdong2000cn

op确实是很多模拟电路的基础，不过真的能把电路吃透了，确实需要下很多的功夫